硝化纖維素(Nitrocellulose,簡稱NC)長期以來一直是柔版印刷溶劑型油墨的重要成分。然而,隨著對其與機械回收製程相容性擔憂的加劇,替代油墨產品的推出正變得日益緊迫和可能。現在,時機似乎恰到好處。在全球許多地區軍事技術投資可能大幅增加的背景下,印刷企業擺脫對硝化纖維素的依賴,正成為一個刻不容緩的議題。這種高度易燃的化合物,由硝酸和硫酸混合而成,歷史上曾被廣泛用作槍支和其他爆炸物的推進劑,其別名“硝化棉”並非偶然。
然而,本文並非要探討重新武裝或世界局勢,而是聚焦於包裝材料的回收。因為硝化纖維素的另一個重要用途,就是製造部分溶劑型柔版印刷油墨。它在這類油墨中充當高效的黏合劑,並賦予其優異的耐熱封性等特性,使其成為軟包裝印刷的理想選擇。據業界巨頭太陽化學公司透露,目前市場上約有70%的油墨配方仍在使用硝化纖維素。 回收困境與法規驅動:硝化纖維素的環保原罪 然而,正是這種廣泛應用的硝化纖維素,如今被認定為有效回收的「攔路虎」。它與機械回收製程的兼容性有限,導致在回收過程中難以完全脫墨。硝化纖維素本身熱穩定性不佳,可能導致回收物產生異味、變色,並降低材料的機械強度,嚴重阻礙了包裝材料的回收進程。
面對這項挑戰,歐盟的《包裝和包裝廢棄物條例》(PPWR)等立法即將強制實施。該條例明確規定,所有包裝必須在2030年前實現完全可回收,並設定了具體的回收材料目標。為此,油墨製造供應鏈正積極響應,越來越多地為柔版印刷機市場提供不含硝化纖維素(NC-free)的替代方案。
富林特集團技術與產品管理副總裁保羅·溫斯坦利表示:“要實現PPWR設定的目標,回收基礎設施必須能夠高效運作。雖然基於硝基苯的印刷油墨理論上是可回收的,但事實證明,不含硝基苯的解決方案能夠與機械回收工藝實現更好的兼容性。”
此外,根據PPWR的要求,生產商(包括包裝印刷商)將需要遵守生產者延伸責任(EPR)計畫。該計劃會根據其包裝材料的回收難度來收取相應的費用。因此,油墨產業正積極投身於新解決方案的研發,以期顯著提高包裝材料的整體回收能力,進而幫助客戶降低EPR成本。
hubergroup Print Solutions軟包裝業務發展經理拉爾斯·漢克博士補充道:「包括RecyClass和Ceflex在內的多項科學研究均已表明,當硝化纖維素在較高濃度下使用時,確實會給機械回收帶來挑戰。例如,RecyClass的指導方針明確規定,聚乙烯基包裝中乾硝化纖維素黏合劑的最大百分比也預計在202%(Ce2%)的收入閾值。
值得注意的是,德國的「最低標準」已經明確宣布,硝化纖維素與聚乙烯複合材料的回收是不相容的。其他正在製定中的立法標準也無一例外地指向同一個方向。 「我們預計未來將對硝化纖維素基油墨進行嚴格限制,很可能以最高濃度閾值的形式,」漢克博士預測。 「無硝基」時代來臨:聚氨酯體系嶄露頭角 為了積極應對這一行業趨勢和法規要求,許多油墨供應商正在加速轉向與機械回收相容性更好的聚氨酯(PU)系統。因此,不含硝化纖維素的油墨產品開始在市場上佔據越來越重要的地位,標誌著一個「無硝基」時代的來臨。
例如,盛威科於2025年2月高調宣布推出首款不含硝化纖維素的表面油墨體系,旨在顯著提高聚烯烴基包裝的可回收性。在此之前,該公司剛剛發布了“軟包裝無硝化纖維素工具箱”,該工具箱涵蓋了該公司用於凹版印刷和柔版印刷的複合和表面應用的全系列彩色、白色和疊印光油。所有這些產品都完全符合現行的回收指南,並且可以以即用型油墨或色母粒系統的形式提供,為客戶提供了靈活的選擇。
盛威科歐洲、中東和非洲地區軟包裝技術主管比約恩·埃維格表示:“憑藉我們最新的解決方案,我們現已成功開發出專門用於錶印的不含硝基油墨替代品。這些新產品在技術和機械性能方面與同類硝基油墨保持一致,但額外增加了環保可回收的顯著優勢。”
太陽化學公司也積極投入無硝基解決方案的研發,在其現有產品組合中不斷推出新的改良產品。該公司表示,這是一項具有里程碑意義的重大舉措,並充分依託其在聚氨酯樹脂配方方面的深厚專業知識,而其在2022年對Sapici的收購,則進一步加強了這一領域的研發實力。
該公司歐洲、中東和非洲地區軟包裝產品總監羅曼·克萊雷詳細介紹道:太陽化學的實驗室已經開發出用於復合的新型油墨,這些油墨可用於凹版印刷或柔版印刷。這些油墨的印刷適性水平與基於硝化纖維素的油墨相似,但卻能提供更高的複合粘合強度和更低的溶劑殘留量。
太陽化學表示,這些不含硝化纖維素的油墨因其卓越的機械強度、出色的滑爽性和優異的耐濕/耐寒性,尤其適用於從烘焙食品到冷凍食品的自動裝袋市場。它們既有即用型,也支援分配系統模式,以保持高效的油墨管理,為客戶提供了極大的便利性。 無縫過渡:印刷企業迎接新挑戰 富林特集團也推出了以聚氨酯為基礎的VertixCode無硝基柔版印刷油墨,以及用於凹版印刷的MatrixCode產品。該公司強調,這些解決方案專為高溫回收製程的穩定性而設計,有效解決了傳統硝基油墨常見的問題,並顯著提高了回收物的回收率。 VertixCode和MatrixCode旨在優化油墨的著色強度和白色油墨的高不透明度。富林特表示,這不僅能確保在高速印刷下保持一致的質量,還能充分符合不斷變化的監管環境要求。
富林特軟包裝研發與技術高級總監艾迪·阿博加斯特表示:「我們設計的方法旨在促進向無硝基解決方案的無縫過渡,使印刷企業能夠以最小的干擾進行適應,並迅速成為專注於循環經濟的行業領導者。我們的團隊致力於開發高性能聚氨酯印刷油墨,這些產品不僅能滿足新興的回收標準,還能保持現有硝基解決方案的可靠性。
Hubergroup的Gecko Platinum PU油墨也加入了無硝基油墨的行列。該公司的漢克博士表示,這種油墨適用於軟包裝應用,能夠提供“高性能”,同時完全沒有硝基油墨的缺點。他補充道,如果採用更簡約的方法,讓印刷企業在不完全轉向無硝基油墨解決方案的情況下也能達到硝基油墨的門檻,那麼Hubergroup的員工將獲得一個硝基油墨計算器,使他們能夠提供精確的信息,解答有關產品是否符合監管閾值的問題,從而為客戶提供精準的指導。
漢克博士將無硝基油墨的推出置於更廣闊的背景下,即透過一系列綜合措施來提高印刷包裝的可回收性。這些措施還包括積極採用單一材料結構和先進的脫墨技術,以及用紙盒取代薄膜和阻隔解決方案,推動包裝產業的全面綠色升級。
「對於溶劑型油墨而言,硝化纖維素憑藉其優異的性能,幾十年來一直是備受青睞的黏合劑,」漢克博士說道,「然而,像Gecko Platinum這樣的聚氨酯基系統,其設計目的就是在各種柔印和凹印工藝中取代傳統的硝化纖維素油墨。
太陽化學公司的羅曼·克萊雷則簡要概述了柔版印刷企業開始考慮無硝基溶劑油墨替代品的許多優勢。他表示:「隨著監管壓力日益增大,例如PPWR要求大幅提高塑料回收率,這些不含硝化纖維素的解決方案為企業提供了領先於立法變化的機會。通過積極採用這些新型油墨,加工商和品牌所有者不僅可以顯著提高其包裝的可回收性,還能有效規避未來潛在的稅收,並降低與硝化纖維素相關的經濟需求上漲。 |